【正文】 和工作溫度?？紤]到制動(dòng)襯塊的工作環(huán)境，摩擦材料應(yīng)具備穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，良好的耐磨、耐熱、耐蝕性能以及低的吸液能力和低的熱傳導(dǎo)率。本設(shè)計(jì)中輕型客車滿載質(zhì)量為 1950kg，前輪滿載時(shí)地載荷為850kg，經(jīng)計(jì)算可得最優(yōu)的工作面積在 ~133cm2 范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)選取A=85cm2。 在 CATIA 軟件中，對(duì)制動(dòng)鉗進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖 34 所示。應(yīng)用 CATIA 軟件進(jìn)行制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的三維造型建模與盤式制動(dòng)器的實(shí)體結(jié)構(gòu)相似度較高。能量負(fù)荷愈大，則襯塊的磨損愈嚴(yán)重。 制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算 應(yīng)核算制動(dòng)器的熱容量和溫升是否滿足如下條件： Ltcmcm hhdd ??? )( （ 46） 式中： md——各制動(dòng)盤的總質(zhì)量； mh——與各制動(dòng)盤相連的受熱金屬件 (如輪轂、輪輻、輪輞、制動(dòng)鉗體等 )的總質(zhì)量； cd——制動(dòng)盤材料的比熱容，對(duì)鑄鐵 c=482J／ (kg 第 4章 盤式制動(dòng)器的校核計(jì)算 31 在任一單元面積只 RdR ?d 上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤中心的力矩為?dRdfqR2 ，式中 q 為襯塊與制動(dòng)盤之間的單位面積上的壓力， [14]則單側(cè)制動(dòng)塊作用于制動(dòng)盤上的制動(dòng)力 ???? )(322 313221 21 RRfqdR df qRT RR ??? ? ?? （ 410） 單側(cè)襯塊給予制動(dòng)盤的總摩擦力為 ???? )( 212221 RRfqdR df qRfN RR ??? ? ?? （ 411） 得有效半徑為： )2]()(1[34322 21221 2121223132 RRRR RRRR RRfNTR fe ????????? 令 mRR?21， 則有：me RmmR ])1(1[34 2???= 因 121 ??RRm ， 41)1( 2 ??mm ，故 me RR? 。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要針對(duì)汽車前輪盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，先進(jìn)行了制動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，然后進(jìn)行了盤式制動(dòng)器的三維建模工作，最后繪制了盤式制動(dòng)器總成的二維裝配圖和零件圖。這是最完整和詳盡的制動(dòng)器零件工程圖，是將所設(shè)計(jì)的盤式制動(dòng)器由圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)物的重要橋梁。 通過查閱汽車維修手冊(cè)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)和相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，參照盤式制動(dòng)器的實(shí)物，量取其必要的尺寸，最終完成盤式制動(dòng)器總成的裝配圖。f1，符合制動(dòng)力矩要求。 由 tcm dd ? =*482*15=81211J〉 1L 可知，制動(dòng)器的熱容量符合溫升核算的要求。 在緊急制動(dòng)到 02?v 時(shí)，并可近似地認(rèn)為 1?? ，則有 ?1211 221 tAvme a? （ 4－ 4） )1(2212212 ??? tAvme a （ 4－ 5） 鼓式制動(dòng)器的比能量耗損率以不大于 ／ mm2 為宜，但當(dāng)制動(dòng)初速度 1v 低于式下面所規(guī)定的 1v 值時(shí)，則允許略大于 ／ mm2。 汽車的制動(dòng)過程是將其機(jī)械能 (動(dòng)能、勢(shì)能 )的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。制動(dòng)鉗支架的主要尺寸如表 34 所示。該材料力學(xué)性能較高，具有耐高溫和減震性能。比值設(shè)計(jì)偏大時(shí)，摩擦襯塊內(nèi)外緣速度相差較大，容易產(chǎn)生偏磨，導(dǎo)致制動(dòng)力矩發(fā)生改變。制動(dòng)盤直徑范圍： D0min = 70% D ≈， D0max = 79% D ≈，取 D0 =280mm。制動(dòng)盤工作時(shí)不僅承受著制動(dòng)塊作用的法向力和切向力，而且承受著熱負(fù)荷。裝配圖是用以表示制動(dòng)器總成及其組成部分的連接裝配關(guān)系，它是表達(dá)總成的工作原理、零件之間的裝配關(guān)系和相互位置，以及裝配、檢驗(yàn)、安裝時(shí)所需要的尺寸數(shù) 據(jù)和技術(shù)要求等的技術(shù)文件。在 θ〈 θ0 的良好路面上，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度 q〈 θ，所以所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為 2 m a x 1() ef G L q H g rT L ??? （ 230） 1 m a x 2 m a x1ffTT??? ? （ 231） 式中： θ──為該車所能遇到的最大的附著系數(shù)。f1=Ff1/2 T180。f1=FB1/2 T180。f1──單個(gè)前輪制動(dòng)器制動(dòng)力； T180。 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，空滿載的同步附著系數(shù) 0?? 和 0? 應(yīng)在下列范圍內(nèi)：轎車：～ ；輕型客車、輕型貨車： ～ ；大型客車及中重型貨車： ～。 0? 的選擇與很多因數(shù)有關(guān)。 β線 I（滿載） I（空載） 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 (3)當(dāng) ? = 0? ，制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力。如果汽車前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力 Ff1， Ff2的規(guī)律分配，則可以保證汽車在任何一種路面上，也就是任一附著系數(shù) θ 的路面上制動(dòng)時(shí)，均可以使前、后車輪同時(shí)抱死。另外，在以下的分析中還忽略了制動(dòng)時(shí)車輪邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)的情況，并且附著系數(shù)為定值 θ。因此，本文的工作主要圍繞參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算、盤式制動(dòng)器的三維建模和總成的裝配圖零件圖繪制三個(gè)方面展開進(jìn)行。制動(dòng)盤內(nèi)外側(cè)的制動(dòng)襯塊 7 和 8 卡在制動(dòng)鉗支架上，允許軸向滑動(dòng)但不準(zhǔn)上下竄動(dòng) [6]。 固定鉗式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，其中各裝有一個(gè)活塞，制動(dòng)時(shí)，兩個(gè)活塞同時(shí)推動(dòng)制動(dòng)襯塊壓緊制動(dòng)盤，這種結(jié)構(gòu)又被稱為對(duì)置活塞式固定鉗式盤式制動(dòng)器。 盤式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)： （ 1） 難以完全防止塵污和銹蝕（封閉的多片全盤式制動(dòng)器除外）。 （ 3） 制動(dòng)力矩與汽車運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。在使用過程中，摩擦襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻 (一般約為 l mm)后即應(yīng)更換。 ② 浮動(dòng)盤式制動(dòng)器： 浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。 鑒于公路條件的不斷改善，車輛性能尤其是車速的不斷提高，這對(duì)汽車的制動(dòng)安全性提出了更高的要求。隨著汽車的形式速度和路面情況復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能、長(zhǎng)壽命的制動(dòng)系統(tǒng)。汽車制動(dòng)過程實(shí)際上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程，它把汽車行駛時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能。 審查圖紙； 編寫說明書； 審查設(shè)計(jì)說明書； 準(zhǔn)備答辯。 答辯 全套 配套 CAD、 CATIA 圖紙，請(qǐng)聯(lián)系 qq:137579196 指導(dǎo)教師： 某某某 職稱：副教授 2021 年 12 月 13 日 系級(jí)教學(xué)單位審批： 年 月 日 摘要 I 摘要 本文首先對(duì)汽車制動(dòng)器原理和對(duì)各種各樣的制動(dòng)器進(jìn)行分析 ,詳細(xì)地闡述了各類制動(dòng)器的結(jié)構(gòu) ,工作原理和優(yōu)缺點(diǎn) .再根據(jù)輕型客車的車型和結(jié)構(gòu)選擇了適合的方案 .根據(jù)市場(chǎng)上同系列車型的車大多數(shù)是滑鉗盤式制動(dòng)器 ,而且滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,性能居中 ,設(shè)計(jì)規(guī)范 ,所以我選擇滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器 .本文探討的是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器 ,對(duì)這種制動(dòng)器的制動(dòng)力 ,制動(dòng)力分配系數(shù) ,制動(dòng)器因數(shù)等進(jìn)行計(jì)算 .對(duì)制動(dòng)器的主要零件如制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗、支架、摩擦襯片、活塞等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)計(jì)算 ,從而比較設(shè)計(jì)出一種比較精確的制動(dòng)器 .本文所采用的 設(shè)計(jì)計(jì)算公式均來自參考資料。高速行駛的汽車如果頻繁使用制動(dòng)器，制動(dòng)器因摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，使制動(dòng)器溫度急劇升高，如果不能及時(shí)的為制動(dòng)器散熱，它的效率就會(huì)大大降低，影響制動(dòng)性能，出現(xiàn)所謂的制動(dòng)效能熱衰退現(xiàn)象。其性能的好壞對(duì)汽車的行駛安全有 著重要影響，如果此系統(tǒng)不能正常工作，車上的駕駛員和乘客將會(huì)受到車禍的傷害。盤式制動(dòng)器質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，更適用于汽車在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫、高負(fù)載下對(duì)制動(dòng)性的要求，并且降低了材制動(dòng)鉗導(dǎo)向銷 車輪螺栓 放氣螺栓 制動(dòng)鉗 觀察孔 輪缸殼體 制動(dòng)液軟管 制動(dòng)襯塊 通風(fēng)孔 防塵罩 車輪法蘭 制動(dòng)盤 第 1章 緒論 3 料和能源的消耗，改善汽車的操縱性、舒適性和安全性，有著廣闊的前景。其浮動(dòng)方式有兩種，一種是制動(dòng)鉗體可作平行滑動(dòng)；另一種是制動(dòng)鉗體可繞一支承銷擺動(dòng)。 這種制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動(dòng)盤的油道或 油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 的可能性小。 （ 4） 易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。 （ 2） 兼作駐車制動(dòng)器時(shí)，所需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。這種結(jié)構(gòu)制動(dòng)鉗剛度好，僅有活塞和制動(dòng)襯塊滑動(dòng)；但需要布置兩個(gè)油缸，使得其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且尺寸較大，液壓缸和活塞的配合精度要求較高，這影響了制造成本，另外，制動(dòng)產(chǎn)生的熱經(jīng)鉗體上的油路傳給制動(dòng)油液，易使其溫度過高而產(chǎn)生氣 泡，從而影響制動(dòng)效果。制動(dòng)鉗體只在制動(dòng)盤內(nèi)側(cè)有液壓缸。 （ 1）相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 首先根據(jù) ECE 制動(dòng)相關(guān)規(guī)定，擬合出利用附著系數(shù)隨制動(dòng)強(qiáng)度變化的曲線，選出最優(yōu)的制動(dòng)力分配系數(shù)；由公式可算出同步附著系數(shù)，同步附著系數(shù)表征了地面附著條件可以得到充分利用時(shí)的路面附著系數(shù)；最大制動(dòng)力和最大制動(dòng)力矩是表征汽車制動(dòng)效能和穩(wěn)定性的重要參數(shù)，根據(jù)同步附著系數(shù)分情況計(jì)算得到；制動(dòng) 效率可以評(píng)價(jià)制動(dòng)系相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性，因此有必要進(jìn)行擬合。 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 21制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖 根據(jù)圖 21 給出的汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力情況，并對(duì)后軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為 12()gG H d uZLL g d t?? （ 21） 對(duì)前軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為 21()gG H d uZLL g d t?? （ 22） 式中： Z1 ──汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前軸車輪的法向反力， N； Z2 ──汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)后軸車輪的法向反力， N； L ──汽車軸距， N； L1 ──汽車質(zhì)心離前軸距離， mm； L2 ──汽車質(zhì)心離后軸距離， mm； Hg ──汽車質(zhì)心高度， mm； G ──汽車所受重力， N； dudt ──汽車制動(dòng)減速度， m/s2 。 第 2章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 13 圖 22 輕型客車的 I 曲線 同步附著系數(shù)的確定及計(jì)算 ????112ffFF （ 218） 上式在圖 22 中是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為 (1? )/? 的直線，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)為 ? 的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱 ? 線。 為了防止汽車的前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動(dòng)過程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度，為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。首先，所選的 0? 應(yīng)使得在常用路面上，附著系數(shù)利用率較高。 第 2章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 15 現(xiàn)代汽車多裝有比例閥或感載比例閥等制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度、載荷等因素來改變前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值，使之接近于理想制動(dòng)力分配曲線。f1──單個(gè)前輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩。f1=F180。f1=F180。 對(duì)于輕型客車來說 [7]，它通常是在較好的路面上行駛，所以它適用第二種情況，這里可以取 θ=， 由此可知單個(gè)制動(dòng)器所需要提供的制動(dòng)力和制動(dòng)力矩為： F180。第三，閱讀裝配圖并拆畫零件圖。為了改善冷卻效果，將制動(dòng)盤做成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤。 圖 32 制動(dòng)盤建模造型圖 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 表 31 制動(dòng)盤主要參數(shù) 參數(shù) 代號(hào) 數(shù)值 單位 制動(dòng)盤直徑 D0 280 mm 制動(dòng)盤厚度 h 24 mm 通風(fēng)孔厚度 t 8 mm 制動(dòng)盤內(nèi)徑 d 130 mm 制動(dòng)盤帽高 h0 50 mm 制動(dòng)盤禮帽直徑 D1 150 mm 在 CATIA 軟件中，對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖 32 所示。本設(shè)計(jì)中外半徑取 R2=135mm，內(nèi)半徑取 R1=90mm。 表 33 制動(dòng)鉗主要參數(shù) 參數(shù) 代號(hào) 數(shù)值 單位 制動(dòng)器油缸直徑 D 52 mm 鉗口寬度 B 64 mm 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 導(dǎo)向銷直徑 D0 10 mm 排氣螺栓直徑 D1 6 mm 通風(fēng)孔面積 S 8 cm2 油管直徑 D2 10 mm 制動(dòng)鉗的相關(guān)尺寸確定主要取決于制動(dòng)器總成的裝配要求。 在 CATIA 軟件中，對(duì)制動(dòng)鉗支架進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖 35所示。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動(dòng)力的任務(wù)。 輕型客 車盤式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于 ／ mm2。 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的校核 盤式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖如圖 41 所示， [13]今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)